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汽车制动系统设计原则和流程制动系统部件的

来源:热处理 时间:2025/6/24
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1设计思想设计思想

1.1设计流程与设计原则

●制动系统包括行车制动系统,驻车制动系统,应急制动系统;

行车制动:使行驶中的汽车减速停车,使下坡行驶的汽车的速度保持稳定的一套装置

驻车制动:使已的汽车驻留原地不动的一套装置;

应急制动:在行车制动系统部分失效或完全失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装

●制动系统的开发流程:

1、合理设计汽车的制动系统,其目的在于:在满足国家法规要求的同时,具有良好的舒适性,满足用户的要求.制动系统主要分为三部分:1行车制动系统:包括基础制动器,真空助力器、制动管路、踏板

2、驻车制动系统,包括驻车操纵机构总成,制动拉索,驻车制动器3.压力调节装置包括包括ABS控制器总成或比例阀,ABS传感器等,

1.2环境条件、材料、热处理及加工要求

●行车制动必须保证驾驶员在行车过程中能控制机动车安全、有效地减速和停车。行车制动必须是可控制的,且必须保证驾驶员在其座位上双手无须离开方向盘(或方向把)就能实现制动;驻车制动应能使机动车即使在没有驾驶员的情况下,也能停在上、下坡道上。驾驶员必须在座位上就可以实现驻车制动。

●制动效能要满足法规要求

●有良好的制动稳定性

●驾驶感好(包括踏板力,踏板行程)

●有良好的热衰退性能(通过AMS试验来验证,详见试验部分)

●制动系统的顾客要求在满足制动性能的前提下,还应该满足舒适性要求,如:操作方便,行车制动在产生最大制动效能时的踏板力,对于乘用车不应大于N(法规N);手握力不应大于N(法规N)除了这些力的要求,尽量避免有制动点头,制动时摩擦片尖叫等不良现象,同时在行车制动系统失效的情况下,还应具有应急制动的功能.

●制动系统的性能要求制动系统性能要满足法规GB/T要求,GB/T等同于欧洲法规ECER13-09,ECER13H-00及美国法规FMVSS。

1.3环境条件

3.1制动系统的工作温度范围

制动系统的工作温度范围取决于系统内各具体零部件的工作温度范围。

制动盘的工作温度≤°

摩擦片的工作温度≤°

制动钳的工作温度≤°

轴承的工作温度≤°

真空管的工作温度范围:-40℃~+℃;

3.2制动系统的工作压力范围

制动系统的工作压力≤10MPa

3.3其它注意事项

对于没有报警装置,罐体透明的制动储液罐用户应该经常检查制动储液罐液面高度,当液面高度低于罐上的MIN线时,应加注制动液.对于有报警装置的制动储液罐当报警装置报警时用户应该马上检查制动储液罐液面高度.用户从生产日期来算应该每隔一年或者一年半更换一次制动液,以保证制动系统的良好工作

1.4零部件试验要求

4.1性能测试

4.1.1行车制动器总成性能试验按标准QC/T执行

4.1.2制动钳总成性能试验按标准QC/T执行

4.1.3驻车制动器性能试验按标准QC/T执行

4.1.4转向节疲劳试验按下列要求执行:

4.1.4.1侧向力试验:

1)按实车状态连接,转向节和球销用成品,其余允许用替代品进行连接;

2)侧向力作用在车轮替代杆的接地点上,连续双向施力,力的大小由江淮公司确定;

3)试验频率2~3Hz

4.1.4.2纵向力试验:

1)按实车状态连接,转向节和球销用成品,其余允许用替代品进行连接;

2)纵向力作用在车轮替代杆的接地点上,连续双向施力,力的大小由江淮公司确定;

3)试验频率≤10Hz

4.1.4.3制动力试验:

1)按实车状态连接,转向节、制动钳、球销用成品,其余允许用替代品进行连接;

2)制动力作用在车轮替代杆的接地点上,连续双向施力,力的大小由江淮公司确定;

4.1.5手制动拉索的性能试验按标准Q/SQR.04.

4.1.6真空助力器总成性能试验按标准QC/T执行,制动主缸总成性能试验按标准QC/T执行.

4.1.7单向阀试验要求:1.开启压力:真空软管总成中真空单向阀的开启真空度在常温下应不大于2.0Kpa(15mmHg);2.密封性能:真空软管总成中单向阀的密封性,在66.7Kpa(mmHg)真空度时,常温下15s内真空度下降值应不大1.3Kpa(10mmHg).低温开启性能:在-25C低温下,单向阀开启真空度不大于9.3Kpa(70mmHg).

4.2耐久性测试

4.2.1制动器疲劳强度试验按标准QC/T执行;

4.2.2手制动操纵的耐久性试验按下列要求执行:

4.2.2.1空载下,试验循环20万次后仍能满足求;

4.2.2.2加载0N作用下,试验循环10万次后仍能满足使用要求。

4.2.3制动踏板总成疲劳强度试验按标准Q/SQR.04.执行

4.3盐雾试验:制动系统盐雾试验按材料科编制的Q/SQR.04.执行

4.4AMS试验

4.4.1AMS试验简介:AMS试验是欧洲汽车杂志上所提出的制动系统的试验方法,该试验通过比常

规制动更苛刻的试验方法来检查各车型制动系统的弱点.

4.4.2AMS试验的准备工作:

●车辆要求整车整备带一个驾驶员和30kg的行李

●试验的路面要求是干燥的水平路面

●使摩擦片的工作温度达到°C

●车速是km/h时以最大减速度制动两次(要求ABS工作),测量制动距离

●车速是km/h时以最大减速度制动两次(要求ABS工作),测量制动距离

●车速以最大车速的80%制动一次(要求ABS工作),测量制动距离

4.3.3AMS试验方法

●要求车辆满载

●车速是km/h时以最大的减速度连续制动十次(要求ABS工作),测量每次的制动距离

4.3.4检查结果

●检查摩擦片是否起火

●检查制动距离是否小于40m

4.3.5影响AMS的因素

●真空助力器及主缸

最普遍的导制AMS测试失败的原因就是制动主缸的容积不够。随着制动衬块可压缩性增加后

鼓随温度的升高膨胀,由于摩擦材料的衰退,就需要更高的压力,通常情况下制动主缸的液面在随后

的制动中就会降到最低点。传统的计算制动主缸行程需要考虑修定热制动衬块压缩和后鼓膨胀。踏板

行程充分合理的利用就应该使用空行程为0的主缸和助力器。

●踏板

踏板必须有足够的强度抵抗变形,还应该具有足够的刚度以避免紧急制动时驾驶员施加的高强度载荷时踏板底部不致于脱落。在AMS测试中,踏板受力达到N都是很正常的情况。在N力作用下,踏板偏转不得大于20mm,并且永久的偏转不得大于10mm。

●摩擦材料

摩擦材料是取得良好,持久的AMS性能的关键。为了满足40m的制动距离,前后制动都必须满足高强度减速度时他们应该达到的性能要求。

※稳定的摩擦材料衰退不超过30%;

※在3秒中内快速的建立起摩擦力来满足达到最大减速度的要求,这对于确保制动效能是非常重要的;

※稳定的压缩性能

※合适的强度

※承受热量的能力在试验的最后10秒钟内

制动鼓或盘的材料必须满足:

※稳定的摩擦性能在高温时不能减少30%

※在高温高压下要有足够的强度

●制动盘

大的通风盘对于抗热衰退和摩损是非常有好处的。制动盘的尺寸必须满足10次连续制动后温度

不得大于度。保时捷推荐了在AMS测试中的最大温度--度,基本上可以和度对等

●制动鼓

热容量和硬度是关键因素。通过增加鼓的厚度可以使AMS性能得到提升。这对于增加鼓的热容

量及刚度都非常有用。一些竞争厂家(如VW)指定更硬的鼓材料也取得同样的效果。

●冷却

热容量由于AMS测试周期持续时间比较短就显得非常重要。良好的冷却条件可以使温度保持在

控制温度以下,并且可以明显的改善制动盘,摩察衬块的损耗以及制动液的温度。

考虑到以下原因:

与钢制轮辋相比,合金轮辋有更好的通风性,可以减小制动盘的温度。

较大的通风孔,在车轮里分布,塑料轮罩

空气由前缓冲器导向车轮圈弧

去掉前盘式制动器挡尘板

●卡钳

高强度的卡钳支架以及良好性能的密封圈对AMS测试性能都非常重要。制动衬块的面积必须足

够大,以确保高强度的夹紧力和保持力量吸收

●后鼓式制动器

除了最小的汽车外,所有的想取得最短制动距离和AMS性能的车都需要用盘式制动器。但是,

用鼓式制动器的车型通过优化制动设计在冷、热制动时也能达到40m的制动距离。必须调整自调装

置以避免制动蹄片间隙过大,否则的话可能引起高制动液消耗和制动主缸内制动液不足以及当轮毂冷

却后制动的约束。增加调节装置必须有热切断的特点以防止过多调节。轮毂的膨胀应该对制动蹄和调

节装置都最小,可以防止先前的制动约束和在随后的制动中的间隙过大。

●轮胎

达到40m的制动距离要求接近1g制动减速度。假如ABS可以起95%的作用(好的ABS系统)

要求轮胎与地面的摩擦系统至少1.05。测试显示不同的轮胎制动距离有4到5米的差距。如果同一级

别中最好的车的制动距离和AMS性能测试是客观的,对比轮胎测试就应该做为制动设计计划的一部

分。轮胎对于制大制动性能非常重要。

●ABS

要达到AMS测试要求的低于40m的制动距离,基本上要达到完美的前后制动力分配。即使是周围环境温度平衡很好的系统,不同的前后衰退就意味着在接下来的制动过程中不会是完美的平衡。另外,驾驶员必须在每次制动的开始就能达到最大减速度?对于非ABS系统是非常困难的。这就意味着要满足40m的制动距离,汽车都必须装上4轮ABS系统并且还应该具备前后制动力

电子分配(EBD),还不能是机械式的压力控制阀。这就要驾驶员在制动的开始阶段就施加高强度的踏板力确保最大制动强度(ABS工作)。在每次制动过程中,前后轴制动都必须由ABS控制。ABS在前后轴上至少能达到90%的作用。

●软管

为了减少踏板空行程,前后都应该指定低膨胀量的软管。对于在AMS测试过程中产生系统压力(超过bar)来说尤为重要。

●真空度

低膨胀真空软管和低起跳值,无弹性,单向阀都是在连续制动过程中要迅速建立真空的组成条件。在B级轿车上进行的试验显示当真空管直径是12mm时,对于AMS制动距离有非常积极的作用。通过消除弯管安装也可减少制动距离.

●制动力分配

为了达到同级车中最好的制动距离,前后轴都必须充分利用轮胎的地面附着系数。制动器大小必须保证提供足够大的制动力矩使前后轴在满载温度时能够抱死。带ABS的汽车在后轴载荷变化较大时通常还指定配备EBD。

●整车参数

外形,汽车类型和竞争者的相关规范通常决定汽车的结构(轴距,轮距载荷分配,重心高度)这些参数对制动距离和AMS性能都起着非常重要的作用。换句话说,更好的制动性能要求:更长的轴距和更宽的轮距(稳定)更低的重心载荷分配在空、满载时前后各50%最理想。更低的Z方向上的惯性

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